預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋施工關(guān)鍵控制技術(shù)研究

孟磊

（山東魯橋建設(shè)有限公司 山東省濟(jì)南市 250000）

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋施工關(guān)鍵控制技術(shù)研究

孟磊

（山東魯橋建設(shè)有限公司 山東省濟(jì)南市 250000）

連續(xù)箱梁橋具有抗扭轉(zhuǎn)性能、施工快捷等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于橋梁施工中。但是，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋施工質(zhì)量影響因素很多，包括施工技術(shù)、運(yùn)營(yíng)條件、外部環(huán)境。因此，研究預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋施工技術(shù)控制至關(guān)重要，本文將對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)探討。

預(yù)應(yīng)力混凝土；連續(xù)箱梁橋施工；控制技術(shù)

引言

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋施工工序復(fù)雜，為了保證施工效果，必須嚴(yán)格控制施工技術(shù)。但是，在實(shí)際施工中，很多施工單位質(zhì)量控制較差，施工控制不力，必須采取有效的解決措施。

1 施工關(guān)鍵控制技術(shù)任務(wù)

1.1 施工過(guò)程中幾何變形的控制

在預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋結(jié)構(gòu)在施工中，不可避免的會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變形，如果變形超過(guò)了一定的范圍，則很容易導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋結(jié)構(gòu)發(fā)生位置偏離，導(dǎo)致橋梁無(wú)法合攏。因此，在施工過(guò)程中，必須加強(qiáng)對(duì)橋梁施工質(zhì)量的控制，確保橋梁結(jié)構(gòu)在實(shí)際施工中能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求，將偏差控制在容許范圍內(nèi)。

1.2 施工過(guò)程中應(yīng)力的控制

在橋梁施工中，可以采用試驗(yàn)測(cè)試橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力情況，了解橋梁施工質(zhì)量，判斷實(shí)際受力與理論受力差距是否在容許范圍內(nèi)，并且在后期施工中做出適當(dāng)調(diào)整，將結(jié)構(gòu)控制在安全范圍內(nèi)。結(jié)構(gòu)受力狀況監(jiān)控比結(jié)構(gòu)變形更加復(fù)雜，但是結(jié)構(gòu)受力狀況比變形更容易造成結(jié)構(gòu)危害。因此，必須對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的受力情況進(jìn)行嚴(yán)格檢查和控制。目前，對(duì)于橋梁建設(shè)的應(yīng)力控制以及精度要求還沒(méi)有具體的規(guī)定，因此，需要結(jié)合橋梁建設(shè)的實(shí)際情況來(lái)確定。

1.3 施工過(guò)程中穩(wěn)定的控制

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋結(jié)構(gòu)對(duì)于穩(wěn)定控制至關(guān)重要。如果不能有效控制橋梁施工，則可能會(huì)影響橋梁整體安全，因此，必須重點(diǎn)考慮結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問(wèn)題。

2 施工關(guān)鍵控制的影響因素

2.1 預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁的結(jié)構(gòu)參數(shù)

連續(xù)箱梁的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)于橋梁控制至關(guān)重要。連續(xù)箱梁的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括箱梁結(jié)構(gòu)尺寸、彈性模量等很多因素，是在對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬分析時(shí)需要重點(diǎn)參考的資料，能夠直接影響橋梁模型分析的準(zhǔn)確性。

2.2 施工過(guò)程中的監(jiān)測(cè)

在橋梁工程施工中，為了保證施工質(zhì)量，還需要加強(qiáng)變形檢測(cè)。但是，在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中，測(cè)試儀器的安裝、使用以及數(shù)據(jù)采集方面不可避免的會(huì)出現(xiàn)一些誤差，而這就會(huì)造成監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性降低。

2.3 預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁橋的結(jié)構(gòu)仿真分析

無(wú)論連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)是采用何種分析方式，都必須建立模型和仿真分析。但是，在建立模型時(shí)，會(huì)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化而產(chǎn)生誤差，因此，應(yīng)該盡量減少連續(xù)箱梁橋模型誤差對(duì)于結(jié)果的影響。

2.4 施工環(huán)境中溫度的變化

施工環(huán)境中溫度的變化會(huì)對(duì)連續(xù)箱梁橋的變形、受力等都會(huì)產(chǎn)生很大的影響，不同時(shí)間段的溫度是不同的，因此在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、變形的量測(cè)時(shí)測(cè)量結(jié)果會(huì)有所不同。如果在施工控制中沒(méi)有考慮這項(xiàng)因素，就很難獲得結(jié)構(gòu)的真實(shí)數(shù)據(jù)，因此無(wú)法保證結(jié)果在控制過(guò)程中是有效的。因此，在施工控制中考慮溫度變化至關(guān)重要。日照溫差、季節(jié)溫差等因素所引起的溫度變化很難控制，很難得到溫度的實(shí)際變化情況，應(yīng)該將溫度的理想狀態(tài)控制在特定的溫度，從而相對(duì)排除溫度變化對(duì)連續(xù)箱梁橋結(jié)構(gòu)的影響。

2.5 預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁橋施工的工藝

在橋梁工程施工中，預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁橋施工質(zhì)量會(huì)直接影響整個(gè)橋梁施工質(zhì)量目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，因此，在預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁橋施工過(guò)程中，必須確保各項(xiàng)施工工藝符合施工標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，還應(yīng)該考慮在不是很理想的狀況下構(gòu)件安裝、構(gòu)件制作等因素造成的誤差，保證預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁橋的施工狀態(tài)一直在控制范圍內(nèi)。

3 實(shí)例探究大跨徑連續(xù)梁橋的施工控制系統(tǒng)

3.1 工程概況

某橋梁工程主橋?yàn)?5m+80m+45m三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，整個(gè)橋梁由平行橋梁組合而成，采用雙向4車道設(shè)計(jì)。主梁為單箱單室結(jié)構(gòu)，箱梁頂?shù)椎膶挾确謩e是13.74m、7.74m，頂寬墩中心處平均梁高4.4m，跨中及梁端支座處梁高2.0m。該跨河大橋采用掛籃懸臂現(xiàn)澆工法施工而成，主墩臨時(shí)固結(jié)的方式為鋼管混凝土支撐，鋼管混凝土的作用是在施工過(guò)程中，承受箱梁玩具。在該橋梁工程施工中，合攏施工順序?yàn)椤跋冗吙绾笾锌纭?，合攏施工完成后，即可拆除臨時(shí)支撐，完成橋梁工程整體施工。

該橋梁工程施工是由多個(gè)階段所構(gòu)成的，為了確保橋梁工程施工能夠順利進(jìn)行，首先需要明確各個(gè)施工階段的施工內(nèi)容。例如，懸澆施工段施工一般可以被分為三個(gè)階段，即掛籃前移、混凝土澆筑以及預(yù)應(yīng)力張拉。在實(shí)際施工過(guò)程中，需要明確橋梁工程荷載條件，包括箱梁結(jié)構(gòu)自重、掛籃重量、預(yù)應(yīng)力效應(yīng)、成橋階段結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換、混凝土的收縮徐變、二期恒載以及體系轉(zhuǎn)換后的預(yù)應(yīng)力等等。

3.2 施工控制流程及施工控制體系

3.2.1 施工控制體系

（1）實(shí)時(shí)測(cè)量。在整個(gè)橋梁工程施工過(guò)程中，為了明確現(xiàn)場(chǎng)施工信息，準(zhǔn)確反映出橋梁工程實(shí)際工況，必須采用實(shí)時(shí)測(cè)量的方式。通過(guò)實(shí)時(shí)測(cè)量所得測(cè)量數(shù)據(jù)和資料，能夠?yàn)闃蛄汗こ淌┕ぬ峁┲匾膮⒖家罁?jù)。需要注意的是，在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，必須加強(qiáng)混凝土應(yīng)變監(jiān)測(cè)、線形控制測(cè)量以及箱梁溫度分布質(zhì)量控制，這樣才能夠有效保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

（2）仿真模擬。在整個(gè)橋梁工程施工過(guò)程中，必須綜合考慮測(cè)量數(shù)據(jù)、空間位置、構(gòu)筑物尺寸以及實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)等，對(duì)工程進(jìn)行仿真模擬和分析，這樣才能夠保證計(jì)算結(jié)果與橋梁工程實(shí)際工況保持一致。因此，需要加強(qiáng)橋梁工程施工現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)工作，并對(duì)勘測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)記錄，確保為橋梁工程施工提供重要參考依據(jù)。

（3）計(jì)算分析。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋施工難度較大，綜合性較強(qiáng)。在實(shí)際施工過(guò)程中，必須采取有效措施保障結(jié)構(gòu)安全性，將各個(gè)結(jié)構(gòu)的受力控制在一定范圍內(nèi)。在橋梁工程施工現(xiàn)場(chǎng)，橋梁結(jié)構(gòu)分析模型與數(shù)據(jù)參數(shù)之間有一定的關(guān)聯(lián)，必須采用動(dòng)態(tài)分析系統(tǒng)對(duì)橋梁工程施工進(jìn)行計(jì)算分析，確保施工人員能夠準(zhǔn)確掌握橋梁工程工況。

3.2.2 施工控制流程

圖1 懸臂連續(xù)梁施工控制流程圖

3.2.3 參數(shù)敏感性分析

（1）采用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量方法準(zhǔn)確確定參數(shù)信息。在橋梁工程施工中，常用數(shù)據(jù)參數(shù)包括幾何參數(shù)、材料截面特性參數(shù)以及材料特性參數(shù)等等，工作人員可以采用試驗(yàn)測(cè)量的方式確定這類參數(shù)。

（2）結(jié)構(gòu)計(jì)算分析。對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算分析，判斷其對(duì)于工程質(zhì)量的影響。在對(duì)參數(shù)進(jìn)行敏感性分析時(shí)，需要注意的必須將參數(shù)變化幅度嚴(yán)格控制在10%以內(nèi)，另外，還需要合理選擇目標(biāo)，并結(jié)合實(shí)際情況調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)。

（3）綜合考慮實(shí)際影響程度，對(duì)主要參數(shù)以及次要參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，同時(shí)，在實(shí)際施工控制過(guò)程中，還需要對(duì)參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確修正。

3.2.4 斷面應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置

在對(duì)橋梁斷面截面進(jìn)行測(cè)試時(shí)，必須在不同施工階段，對(duì)其受力情況進(jìn)行分析。在本次施工過(guò)程中，需要對(duì)懸臂根部、L4/和合攏段等部位進(jìn)行測(cè)量。在實(shí)際施工過(guò)程中，墩頂截面的正壓力比較高，因此，可能會(huì)出現(xiàn)箱梁懸臂施工墩頂臨時(shí)固結(jié)的問(wèn)題，對(duì)此，可以將實(shí)際墩頂監(jiān)測(cè)截面確定為0#塊與1#塊交會(huì)的20cm截面位置。應(yīng)力控制截面如圖2所示。

圖2 箱梁根部截面?zhèn)鞲衅鞑贾?/p>

橋梁工程實(shí)際應(yīng)力情況，需要通過(guò)應(yīng)變測(cè)試來(lái)反映。在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中，由于混凝土很容易受到外界環(huán)境的影響而發(fā)生收縮、變形等問(wèn)題，因此，必須合理選用測(cè)量時(shí)機(jī)，盡量選擇在日照溫差較小的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行測(cè)量，這樣能夠有效減小溫度對(duì)于測(cè)量結(jié)果的影響。對(duì)于混凝土所存在的徐變及收縮效應(yīng)，可以綜合考慮實(shí)際測(cè)試結(jié)果以及理論計(jì)算值進(jìn)行修正。

3.2.5 施工控制效果

（1）對(duì)于預(yù)應(yīng)力管道定位網(wǎng)鋼筋間距，必須嚴(yán)格控制在60m范圍內(nèi)，同時(shí)還需要將曲線控制在30cm以內(nèi)。

（2）在混凝土澆筑施工過(guò)程中，混凝土下落的自由傾落高度在2m范圍內(nèi)，并且混凝土養(yǎng)護(hù)期為10d，符合混凝土成型要求。

（3）在預(yù)應(yīng)力張拉施工過(guò)程中，嚴(yán)格依據(jù)施工控制要求，使用具有1.5倍張拉力的防震型千斤頂，并且校正系數(shù)在1.05以內(nèi)。與此同時(shí)，當(dāng)梁體強(qiáng)度及相應(yīng)彈性模量達(dá)到了混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%后，經(jīng)過(guò)7d養(yǎng)護(hù)，然后再進(jìn)行縱向預(yù)應(yīng)力張拉，因此張拉效果符合預(yù)期要求。

4 結(jié)語(yǔ)

連續(xù)箱梁橋施工技術(shù)的控制對(duì)于橋梁的施工質(zhì)量、使用性與安全性都有著至關(guān)重要的影響。在實(shí)際施工過(guò)程中，必須加強(qiáng)施工材料質(zhì)量控制，嚴(yán)格控制各項(xiàng)施工工序，并加強(qiáng)檢測(cè)和監(jiān)督管理，這樣才能夠確保工程施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。

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TM762

A

1004-7344（2016）26-0177-02

2016-8-29

孟磊（1981-），男，工程師，本科，主要從事高速公路建設(shè)、橋梁加固維修、市政工程等工作。